碳以及氮、硫

非金属（一）氯气，溴和碘氯气1、Cl2的物理性质在通常情况下，氯气为黄绿色气体，有刺激性气味的有毒气体.易液化，能溶于水(1∶2)，氯水颜色呈淡黄色。

闻Cl2时：应距Cl2一尺左右，用手轻轻扇一下集气瓶口上方空气，让少量的Cl2进入鼻孔。

2、Cl2的化学性质（1）与金属反应2Na + Cl2点燃2NaCl(白烟)；Cu + Cl2点燃CuCl2(棕黄色烟，加少量水显绿色，冲稀后变蓝色)；2Fe + 3Cl2点燃2FeCl3(棕红色烟，加少量水显棕黄色)（2）与非金属反应H2 + Cl2点燃2HCl(仓白色火焰，白雾)。

纯净的H2可在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰。

HCl（溶解度1∶500）溶于水成为盐酸.（3）与水反应：Cl2 + H2O ＝HCl + HClO说明：氯气的水溶液称为氯水，由于氯气不是简单的溶于水，而是与水反应，氯水的成分和性质较为复杂。

氯水的主要成分有氯气、盐酸、次氯酸等，氯水也兼具有这几种物质的性质。

如次氯酸具有漂白性，氯水也具有漂白性。

（4）与碱反应：Cl2 + 2NaOH ＝NaClO + NaCl + H2O（该反应可用于Cl2的尾气处理）；工业上用Cl2与石灰乳作用制漂白粉：2Cl2 + 2Ca(OH)2＝CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O漂白粉就是利用氯气与氢氧化钙反应制成的。

漂白粉的主要成分是C a C l2和C a(C l O)2，有效成分是C a(C l O)2漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2 + H2O + CO2＝CaCO3↓ + 2HClO；起漂白杀菌作用的是HClO。

该反应也说明了碳酸（CO2 + H2O）的酸性强于次氯酸，反应原理是强酸制取弱酸。

次氯酸的性质：（5）与盐溶液的置换反应：Cl2 + 2NaI ＝2NaCl + I2（该反应常用作Cl2的检验）；Cl2 + 2NaBr ＝2NaCl + Br2氯水性质实验氯水、久置氯水、液氯成分比较：（6）氯碱工业（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。

（2）原料：饱和食盐水 （3）原理：2NaCl + 2H 2O 电解2NaOH + Cl 2↑+ H 2↑溴和碘（1）溴称为海洋元素（2）溴单质和碘单质的物理性质溴在常温下为红棕色液体（惟一的液态非金属单质），极易挥发产生红棕色有毒的溴蒸气；碘是紫黑色固体，具有金属光泽，易升华（常用于分离提纯碘）。

二者在水中溶解度都较小，都易溶于酒精等有机溶剂。

②萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗。

（3）氯、溴、碘单质氧化性的强弱：氯、溴、碘的氧化性：Cl 2>Br 2>I 2;还原性：Cl －<Br －<I －实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：（4）碘的特性：遇淀粉变蓝色（常用来检验碘的存在） （5）卤素离子的检验在含有Cl －、Br －、I －的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀．若再加入稀硝酸．沉淀不溶解（6）海水提溴与海洋的综合利用①海水提溴：大体分为三个步骤：浓缩→氧化→提取。

②海水的综合利用【知识·链接】①碘的氧化性较弱，遇变价金属得低价化合物。

如碘与铁反应生成FeI2②氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX;HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。

③氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O=HX+HXO,但反应程度依次减弱。

④AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。

二者见光都易分解。

⑤卤素离子的检验：在含有Cl－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色沉淀，若再加入稀硝酸．沉淀不溶解。

（二）碳1．多种多样的碳单质（1）同素异形体的定义：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体（2）碳的同素异形体：金刚石、石墨、C60、碳纳米管及其他碳单质，性质不同是因为他们的碳原子排列方式不同（3）碳的化学性质（主要为还原性）：与氧气、氧化铁和氧化铜等金属氧化物、CO2等反应。

2．广泛存在的含碳化合物：常见的含碳化合物有机化合物：如蛋白质、淀粉、油脂、以及石油、液化气、天然气等的主要成分；无机化合物：CO、CO2、H2CO3、碳酸钠、碳酸氢钠、大理石、方解石、白云石、菱锌矿、菱镁矿、菱铁矿等。

（1）重要的两种盐：Na2CO3（碳酸盐）和NaHCO3（碳酸氢盐）①主要的物理性质和应用：碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法①热稳定性不同。

分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。

②和酸反应生成气体的速率不同。

分别取一定量的固体，加入等浓度等体积的盐酸，反应快、产生气体相应多的为碳酸氢钠，另一个为碳酸钠。

③阴离子不同。

分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠（特别注意：该方法必须取极稀溶液）。

主要的化学性质碳酸钠与碳酸氢钠之间的转化：溶液中：NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3固体中：2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H2O注意：固体NaHCO3和固体Na2CO3鉴别用加热的方法，NaHCO3分解NaHCO 3溶液和Na 2CO 3溶液鉴别加CaCl 2溶液，产生沉淀为Na 2CO 3 （2）重要的两种氧化物：CO 和CO 2 ①CO ：毒性（与血红蛋白结合）、还原性。

②CO 2：酸性氧化物的通性、弱氧化性（与镁等活泼金属反应）。

3.模拟溶洞的形成溶洞的形成原理CaCO 3＋CO 2+H 2O ＝Ca(HCO 3)2 Ca(HCO 3)2加热CaCO 3↓＋CO 2+H 2O4．生产和生活中碳及其化合物间的转化 （1）高炉炼铁原料：焦炭、铁矿石；高炉煤气的主要成分：CO 、CO 2、Fe 2O 3等； CO 生成的化学方程式： C ＋O 2加热CO 2；C ＋ CO2高温 2CO还原铁的氧化物的化学方程式：Fe 2O 3 ＋3CO 高温2 Fe ＋3CO 2（2）木炭燃烧：C ＋O 2＝ CO 2 2C ＋O 2＝2CO 2CO ＋O 2＝2CO 2 C ＋CO 2 ＝2CO 生成水煤气的化学方程式为：C ＋H 2O 高温CO ＋H 2 （3）水垢的形成：① 有关化学方程式为：Ca(HCO 3)2加热CaCO 3 ↓＋CO 2↑＋H 2O② 如何除去水壶中的水垢？加入醋酸，可以将CaCO 3物质等溶解。

（三） 氮1.氮的固定 游离态→化合态①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物——自然固氮 ②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中——自然固氮 ③合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态——人工固氮氮的固定① 定义：将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。

② 分类：2.氮气和氮的氧化物（NO ，N 2O ，NO 2,N 2O 3,N 2O 4,N 2O 5）（1）氮气的物理性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。

（2）氮气的化学性质： ①与O 2的反应 反应式为：N 2+O 22NO②与H 2反应氮的固定自然固氮人工固氮 高能固氮（闪电，约占10%）生物固氮（约占90%） 合成氨 仿生固氮N2+3H2高温、高压催化剂2NH3 工业上合成氨说明：a 该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。

在该反应中，N2表现出氧化性。

b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。

像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。

在可逆反应的化学方程式中用“”代替“＝”。

（3）NO和NO2雷雨发庄稼的原理：N2＋O2放电2NO②2NO＋O2＝2NO2③3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO3氨与铵态氮肥氨（1）物理性质：无色、有刺激性气味比空气轻；极易溶于水，在常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气。

（2）化学性质：①碱性：氨与水、酸反应时显碱性与水反应：NH3＋H2O NH3·H2O NH4+＋OH－与酸反应：NH3＋HCl＝NH4Cl说明：a氨溶于水，大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O），一水合氨少部分电离，因此，氨水显弱碱性。

氨气是中学阶段唯一的一种碱性气体，利用这一点，可以检验NH3。

b NH3与其它酸也能反应生成相应的铵盐。

其中，NH3与盐酸这样的易挥发性酸反应时会有白烟（铵盐固体的小颗粒）生成。

利用这个现象，在某些场合也可以检验NH3。

②还原性：氨的催化氧化反应4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O说明：a 该反应是工业上生产硝酸的一个基础反应。

b NH3中的氮元素的价态为-3价，因此，NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。

在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。

液氨和氨水液氨是氨气加压或降温得到的液态氨，是纯净物，即液氨由氨分子组成的液体。

氨水的主要成分是NH3·H2O．在氨水中以分子状态存在的粒子有：NH3、H2O、NH3·H2O；以离子状态存在的粒子主要有：NH4+、H＋、OH－，极少量的是H＋。

所以氨水是混合物。

喷泉实验如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体A将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。

（1）选项_____________（填A、B、C、D）为何不满足要求_____________．（2）能形成图示喷泉实验的气体和液体甚多，它们需满足的条件是①____________；②____________________。

例如________气体和________液体。

研析：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。

当烧瓶内气体溶于液体并与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内。

如此持续，最后液体将充满烧瓶。

B和D正确．NO2气体虽也易溶于水，但同时产生NO气体：3NO2＋H2O ＝2HNO3＋NO，即使会出现“喷泉”现象，但烧杯内的水只会部分进入烧瓶内，不会几乎充满烧瓶。

饱和氯化钠溶液不能吸收氯气，所以选项A和C错误。

从以上分析我们可知；当气体极易溶于液体或气体与液体反应（一般无新气体产生）即可形成“喷泉”，例如：Cl2和NaOH溶液等。

答案：（1）A、C；前者与水反应后生成NO，溶液不能充满整个烧瓶．后者气体不溶于液体．（2）①气体易溶于液体②气体与液体反应（无新气体产生）；Cl2和NaOH溶液。